11. 小杨在学习液体压强时,为了探究液体压强的大小与哪些因素有关,进行了如图所示的实验。

(1)图甲是U形管压强计,探头上的橡皮膜应选用
(2)比较图乙、丙所示的实验可初步判断得出:在同种液体中,液体压强随着
(3)当探头在水和盐水中处于相同深度时,小杨发现U形管两侧液面的高度差对比不够明显。为了使实验现象更加明显,小杨计划采取的下列操作中,可行的是
A. 将U形管换成更细的
B. U形管中换用密度更小的液体
(4)在图丁所示的实验中,保持探头位置不变,在容器中加入适量清水与原来液体混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将
(5)小杨发现用如图戊所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。用此容器进行两次实验,情形分别如图己、庚所示。由此可推断:a、b、c三种液体的密度$\rho_{a}$、$\rho_{b}$、$\rho_{c}$的大小关系是
A. $\rho_{a}=\rho_{b}>\rho_{c}$
B. $\rho_{a}=\rho_{b}<\rho_{c}$
C. $\rho_{b}>\rho_{a}>\rho_{c}$
D. $\rho_{b}<\rho_{a}<\rho_{c}$
(1)图甲是U形管压强计,探头上的橡皮膜应选用
薄
(选填“薄”或“厚”)一些的。实验前,小杨用手轻压橡皮膜,发现U形管中液面升降灵活,说明该装置不漏气
(选填“漏气”或“不漏气”)。(2)比较图乙、丙所示的实验可初步判断得出:在同种液体中,液体压强随着
深度
的增加而增大。利用这一结论,可解释拦河大坝为何要做成上窄下宽
(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。比较丙、丁
两图所示的实验可初步判断,液体内部压强与液体密度有关。(3)当探头在水和盐水中处于相同深度时,小杨发现U形管两侧液面的高度差对比不够明显。为了使实验现象更加明显,小杨计划采取的下列操作中,可行的是
B
。A. 将U形管换成更细的
B. U形管中换用密度更小的液体
(4)在图丁所示的实验中,保持探头位置不变,在容器中加入适量清水与原来液体混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将
变大
(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。(5)小杨发现用如图戊所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。用此容器进行两次实验,情形分别如图己、庚所示。由此可推断:a、b、c三种液体的密度$\rho_{a}$、$\rho_{b}$、$\rho_{c}$的大小关系是
C
。A. $\rho_{a}=\rho_{b}>\rho_{c}$
B. $\rho_{a}=\rho_{b}<\rho_{c}$
C. $\rho_{b}>\rho_{a}>\rho_{c}$
D. $\rho_{b}<\rho_{a}<\rho_{c}$
答案
11.(1)薄 不漏气
(2)深度 上窄下宽 丙、丁
(3)B
(4)变大
(5)C
(2)深度 上窄下宽 丙、丁
(3)B
(4)变大
(5)C
解析
【分析】
本题围绕液体压强的探究实验展开,需结合液体压强特点、U形管压强计原理等知识逐一分析:
1. U形管压强计的橡皮膜选薄的,形变更灵敏,能准确反映压强变化;实验前按压橡皮膜,液面升降灵活说明装置气密性好(不漏气)。
2. 对比乙、丙,同种液体中探头深度越大,U形管液面差越大,说明压强随深度增加而增大;拦河大坝底部水压大,故上窄下宽;探究压强与密度的关系需控制深度相同,选丙、丁两图。
3. 要让液面差更明显,根据Δp=ρ液gh,换用密度更小的U形管内液体,液面高度差会更大,故选B。
4. 丁中加入清水后,探头深度增大,虽混合液密度变小,但深度增加的压强影响更显著,故橡皮膜压强变大。
5. 己图中a侧压强大于b侧,深度相同则ρ_a>ρ_b;庚图中c侧压强大于a侧,深度相同则ρ_c>ρ_a,故ρ_b<ρ_a<ρ_c,选C。
【解析】
(1)U形管压强计的橡皮膜应选用薄一些的,因为薄橡皮膜对压强的反应更灵敏,能更准确传递压强;实验前轻压橡皮膜,若U形管液面升降灵活,说明装置不漏气,若漏气则液面无明显变化。
(2)乙、丙为同种液体,丙中探头深度更大,U形管液面高度差更大,说明同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;拦河大坝底部需承受更大水压,故做成上窄下宽的形状;探究液体压强与密度的关系时,需控制深度相同、改变液体密度,丙(水)和丁(盐水)符合条件,故选丙、丁。
(3)要使U形管液面高度差更明显,根据压强差公式Δp=ρ液gh,当压强差一定时,换用密度更小的U形管内液体,液面高度差h会更大,现象更清晰;U形管粗细不影响液面高度差,故选B。
(4)丁中探头位置不变,加入清水后,容器液面上升,探头的深度(到液面的竖直距离)增大,虽混合液体密度比盐水小,但深度增加带来的压强增大效果更显著,因此橡皮膜受到的压强变大。
(5)己图中橡皮膜向b侧凸出,说明a侧压强大于b侧,两侧深度相同,由p=ρgh得ρ_a>ρ_b;庚图中橡皮膜向c侧凸出,说明c侧压强大于a侧,两侧深度相同,故ρ_c>ρ_a,因此三者密度关系为ρ_b<ρ_a<ρ_c,选C。
【答案】
(1)薄;不漏气
(2)深度;上窄下宽;丙、丁
(3)B
(4)变大
(5)C
【知识点】
液体压强特点、U形管压强计使用、液体密度与压强的关系
【点评】
本题全面考查液体压强探究实验,涵盖压强计使用、压强影响因素等核心知识点,需运用控制变量法分析实验,是初中力学重点内容,能较好考查学生的实验分析与推理能力。
【难度系数】
0.3
本题围绕液体压强的探究实验展开,需结合液体压强特点、U形管压强计原理等知识逐一分析:
1. U形管压强计的橡皮膜选薄的,形变更灵敏,能准确反映压强变化;实验前按压橡皮膜,液面升降灵活说明装置气密性好(不漏气)。
2. 对比乙、丙,同种液体中探头深度越大,U形管液面差越大,说明压强随深度增加而增大;拦河大坝底部水压大,故上窄下宽;探究压强与密度的关系需控制深度相同,选丙、丁两图。
3. 要让液面差更明显,根据Δp=ρ液gh,换用密度更小的U形管内液体,液面高度差会更大,故选B。
4. 丁中加入清水后,探头深度增大,虽混合液密度变小,但深度增加的压强影响更显著,故橡皮膜压强变大。
5. 己图中a侧压强大于b侧,深度相同则ρ_a>ρ_b;庚图中c侧压强大于a侧,深度相同则ρ_c>ρ_a,故ρ_b<ρ_a<ρ_c,选C。
【解析】
(1)U形管压强计的橡皮膜应选用薄一些的,因为薄橡皮膜对压强的反应更灵敏,能更准确传递压强;实验前轻压橡皮膜,若U形管液面升降灵活,说明装置不漏气,若漏气则液面无明显变化。
(2)乙、丙为同种液体,丙中探头深度更大,U形管液面高度差更大,说明同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;拦河大坝底部需承受更大水压,故做成上窄下宽的形状;探究液体压强与密度的关系时,需控制深度相同、改变液体密度,丙(水)和丁(盐水)符合条件,故选丙、丁。
(3)要使U形管液面高度差更明显,根据压强差公式Δp=ρ液gh,当压强差一定时,换用密度更小的U形管内液体,液面高度差h会更大,现象更清晰;U形管粗细不影响液面高度差,故选B。
(4)丁中探头位置不变,加入清水后,容器液面上升,探头的深度(到液面的竖直距离)增大,虽混合液体密度比盐水小,但深度增加带来的压强增大效果更显著,因此橡皮膜受到的压强变大。
(5)己图中橡皮膜向b侧凸出,说明a侧压强大于b侧,两侧深度相同,由p=ρgh得ρ_a>ρ_b;庚图中橡皮膜向c侧凸出,说明c侧压强大于a侧,两侧深度相同,故ρ_c>ρ_a,因此三者密度关系为ρ_b<ρ_a<ρ_c,选C。
【答案】
(1)薄;不漏气
(2)深度;上窄下宽;丙、丁
(3)B
(4)变大
(5)C
【知识点】
液体压强特点、U形管压强计使用、液体密度与压强的关系
【点评】
本题全面考查液体压强探究实验,涵盖压强计使用、压强影响因素等核心知识点,需运用控制变量法分析实验,是初中力学重点内容,能较好考查学生的实验分析与推理能力。
【难度系数】
0.3
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